摘 要： 旋转闪蒸干燥器工艺先进，设计合理，造型美观，结构紧凑。它的成功推出，迅速被农药、染料、颜料、精细化工、饲料、添加剂等行业认可并推广应用。介绍某氧化铝公司在化学品氧化铝生产线工程中应用的丹麦APV公司提供的旋转闪蒸干燥器的基本工作原理、自动控制原理、电气技术要求以及在工程施工、调试过程中遇到的问题及其解决。
关键词： APV旋转闪蒸干燥器；变频调速；串级控制；调试
旋转闪蒸干燥器是集干燥和流态化技术为一体的干燥设备，自上世纪八十年代在国外一经推出，就迅速应用于化纤、石油、矿山、染料、涂料、食品等化工行业物料的干燥。目前在载体氧化铝生产工艺中，应用于干燥环节的设备有强化沸腾干燥器、盘式干燥器、微波干燥器等，近年来国内企业也开始引进旋转闪蒸干燥器应用于载体氧化铝生产中。笔者于2009年参加了某氧化铝生产单位拟薄水铝石生产线建设项目的仪表专业监理工作，该项目干燥工序应用了丹麦APV公司提供的旋转闪蒸干燥器，而由于该公司第一次引进旋转闪蒸干燥器，因此在动力、自控、通信等方面的施工、调试期间有一个探索、摸索的过程，下面对APV旋转闪蒸干燥器的控制原理及调试用情况进行介绍。
1 APV旋转闪蒸干燥器的基本组成
APV旋转闪蒸干燥器主要由以下设备组成：鼓风机，加热器，主加热器，进料仓，喂料螺旋，闪蒸罐，布袋收尘器，引风机。
2 APV闪蒸干燥器的过程控制检测流程
根据附图1可以看出APV的三个系统流程，下面依照这三个系统流程分别介绍其控制原理：
2.1 压缩风系统
APV干燥器的风系统与一般国产的干燥器不同，它具有两个风机。一个是鼓风机，位于进风口过滤器后面，向预热器及主加热器送风。鼓风机采用离心式风机，与电动机102.130直接耦合，电动机为变频调速控制，根据流量指示控制FLCSL102.130的信号调节电动机的转速，从而调节进确保预热器进入主加热器的风量充足。空气经过进气口过滤器、鼓风机进入两根管道，一根管道进入预热器（102.100），另一根管道进入主加热器。从鼓风机进入主加热器的空气参与燃烧，然后返回预热器，对预热器中的空气进行预热后，顺烟道排出，烟道上设有温度调节控制TICAHL102.460，根据温度来调节阀门102.300的开度，从而保证高效的利用残余热量。预热器中的空气进入主加热器被加热，整个加热过程均为间接加热，加热过程中不允许对空气有污染。热干燥气从旋转闪蒸干燥器底部进入闪蒸罐，对湿料进行干燥后，尾气从布袋收尘器顶部经过引风机排至大气。引风机电机为变频调速控制，根据闪蒸罐设在喂料螺旋上方的压力变送器PT103.430取得压力信号，并通过调节器PIC112.230调节电机转速，确保整个系统的零压力点在闪蒸罐内。
2.2 物料系统
精液通过OK压滤机压滤为滤饼，然后通过螺旋进入湿料仓（103.100），湿料仓的底部装有一个搅拌器，搅拌器缓慢而有力的旋转，产生一个均匀的压力，将滤饼压入仓底的喂料螺旋。滤饼通过湿料仓、喂料螺旋进入闪蒸罐，在闪蒸罐底部有一个转子，主要具有两个作用：首先是支撑流化层；其次在通过转子的机械搅拌作用，分散物料，有助于水分的蒸发。闪蒸罐的出口温度是最重要温度控制参数，产品的残留水分含量基本取决于出口温度，因此它标志着干燥器的工作是否合格。因此APV公司在闪蒸罐出口设置了两个温度检测，一个是温度检测控制T1CSAHL103.440，它通过对喂料螺旋电机转速的控制，来调节进料量，以保证出口温度（如果温度达到上限则关闭加热器）。另一个是TSAHH103.450，它与安全阀105.310组成安全联锁，如果温度过高危及布袋收尘，则打开安全阀降温，关闭加热器，对布袋收尘形成可靠的保护。经过闪蒸罐，干料与风进入布袋收尘，布袋收尘安装有料位开关LSH105.430如果料位达到这个高限时则发出报警信号，正常情况下如果卸料阀工作良好的话，料位开关则很少用到。在卸料阀电机上安装有低转速报警SAL105.420，如果发生堵转则报警。
2.3 重油系统
本项目干燥环节使用的燃料为重油，重油从氧化铝厂重油库泵房输送至拟薄水铝石厂房进入APV主加热器中的盘管，然后进入燃烧器中燃烧，燃烧所用的空气是鼓风机压缩风的一部分。燃烧器是一个杯状可旋转的机构，在旋转时将重油甩出以燃烧充分，这需要燃烧器中的重油有一定的压力。因为喂料螺旋的进料量并非恒定不变，因此闪蒸罐热空气进口温度要随着喂料螺旋进料量的改变而改变。因此，APV公司设计了一个给定值可变串级调节控制回路，以提供合适的燃烧器进口温度。值得一提的是，因为湿料仓内的饼既不是液体，也不是均匀的粉末状固体，所以基本上无法使用“物位”来考察料仓的填充情况。因此在湿料仓的三个支腿下方安装了三个重量传感器，从而可得到湿料仓的“重量”信号。燃烧器配有一个变频调速的油泵，它有两个作用，一方面它给燃烧器提供燃烧所需要的油压；另一方面它是闪蒸罐进口温度串级控制的执行器。油泵所需要的电源由燃烧器配套的电控盘提供。除此之外，电控盘也给燃烧器提供了控制程序和安全保护。
3 施工、调试问题及解决
从施工及调试过程来看，APV闪蒸干燥器的控制技术还是比较成熟的，在参数调试方面没有遇到太大的问题，调试工作主要由外方进行，中方负责协助工作。
1）设备安装完毕后，遇到的第一个问题是燃烧器总是无法点燃，使设备的调试无法继续进行，经过外方检查，发现问题出在重油方面，建设方提供的重油质量较差，APV公司显然对此估计不足，未要求油路循环，造成油温过低，堵塞了油路的过滤网。经过现场分析，设计增加重油回油管路，在加热器
中打循环，提升油温后，解决了重油堵塞过滤网的问题。解决重油回油问题后，仍然无法点燃燃烧器，只要一点火，设备就停机。因为考虑到设备运行的安全，APV公司在点燃燃烧器环节设定了多个电气联锁。排除了油温的因素后，我们用排除法来确定无法点火的原因是否是由设备之间电气联锁引起。经过查阅APV公司提供的电气联锁表，对能造成重油燃烧器停机的18个联锁逐一排查下去始终未发现问题。因为燃烧器本体并非APV公司自身生产的产品，因此APV公司现场调试人员一时也不知问题所在。通过对燃烧器说明书的学习，油杯旋转与燃烧器的联锁引起了我们的注意，因为我们不知道这个信号是如何传到燃烧器电控柜的，最后外方共同找到了油杯的侧方的油杯位置传感器，经过检测该传感器损坏，在此之前我们检查了其它所有的地方，就是忽略了燃烧器本身。
2）调试的过程中又出现电控盘无法开机的问题，经外方检查发现是电路板主熔断器烧毁，该熔断器耐压230V，经现场测量，供电电源电压为228V，由外方更换后不久，再次烧断。考虑到厂内大型设备启动有可能造成电网电压的较大波动，由中方经外方授权后，更换为耐压250V（电流值不变），设备运行再未现同类问题。
3）干燥器的湿料仓的湿料由OK压滤机提供（亦是进口设备）。OK压滤机的效率比较高，每次工作生产的滤饼量较大，而APV提供的湿料仓较小。为了解决这个问题，机械专业在APV湿料仓上方增加了一个更大的料仓，但由于先前APV公司使用的质量传感器量程有限，重量信号与温度信号组成串级控制来控制闪蒸罐的进口温度是否可行，就需要重新考虑。根据外方要求，WT101.440有两种方式输出SP值给TIC102.420，一种是正常方式，即设定值永远等于WT101.440，另一种是安全方式，要给WT101.440设定一个可调的低限值，当WT101.440以下降趋势抵达低限值并停留3分钟以上时，其输出的设定值要以（WT101.440/10）mA/min的速度下降直到0，当WT101.440以上升趋势抵达低限值并停留3分钟以上时，其输出的设定值要以（WT101.440/10）mA/min的速度上升直到理想SP值。可以看出在正常方式下我们需设定值等于WT101.440，因为这种方式可能造成重量传感器超量程而不适合了。而在安全方式下只需要考虑一个低限值，而只要低限制不超过重量传感器量程即可，有了这个思路经过各方面人员的努力，最终达到了较好的控制效果。
4 结束语
总的来说，APV提供的旋转闪蒸干燥器设备，在工艺上是比较成熟的。其控制思路先进，特别是在使用定值可变串级控制稳定闪蒸罐进口温度、利用重量传感器反映进料量并以之提供串级控制SP值等方面给了我们新的启迪。但是在引起设备的时候，应提前考虑国内外电力、油料等能源供应质量的不同，与外方建立充分的沟通，并采取应对的措施，如此在投产调试过程中能起到事半功倍的作用。无论如何旋转闪蒸干燥器应用于载体氧化铝生产是成功的，值得大面积推广。
参考文献：
[1]黄克志，旋转闪蒸干燥器在载体氧化铝生产中的应用[J].工业催化，2005（10）.